山东省实验中学2020届高三普通高等学校招生全国统一考试模拟物理试题（一）

普通高等学校招生全国统一考试模拟试题

物理（一）

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题纸上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题纸上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.根据所学知识分析，下列说法中正确的是（　　）

A. 布朗运动就是热运动

B. 有液体和气体才能发生扩散现象

C. 太空飞船中水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果

D. 分子间相互作用的引力和斥力的合力一定随分子间的距离增大而减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．布朗运动是物质微粒在液体或气体中的无规则运动，间接反映了液体分子或气体分子在永不停息地做无规则运动，它不是微粒的热运动，也不是液体分子的热运动，A错误；

B．固体、液体、气体都可以发生扩散现象，B错误；

C．太空飞船中的水滴处于完全失重状态，在表面张力作用下收缩为球形，C正确；

D．当时，分子间相互作用的引力和斥力的合力随分子间距离的增大而减小，当时，分子间相互作用的引力和斥力的合力随分子间距离的增大而先增大后减小，D错误。

故选C。

2.某篮球运动员垂直起跳的高度为100cm，则该运动员的滞空时间（运动员起跳后，从双脚都离开地面到任意一只脚接触地面的时间间隔）约为（　　）

A. 0.20s B. 0.45s C. 0.90s D. 1.60s

【答案】C

【解析】

【详解】根据物体做自由落体运动时可知

可得物体自由落体运动下落1m需要的时间约为0.45s，根据竖直上抛运动和自由落体运动的关系可知，滞空时间约为0.90s，C正确，ABD错误。

故选C。

3.已知氢原子光谱中有一谱线的波长为656.2nm，该谱线是氢原子由能级n跃迁到能级k产生的，普朗克常量h=6.63×10－34J·s，氢原子基态能量，氢原子处于能级m时的能量，真空中光速c=3.0×103m/s。则n和k分别为（  ）

A. k=3；n=2 B. k=2；n=3 C. k=3；n=1 D. k=1；n=3

【答案】B

【解析】

【详解】谱线的能量为

氢原子由能级跃迁到能级时释放出的光子的能量为

当时，无解；

当时，可得

当时，可得

故A、C、D错误，B正确；

故选B。

4.在一场足球比赛中，质量为0.4kg的足球以15m/s的速率飞向球门，被守门员扑出后足球的速率变为20m/s，方向和原来的运动方向相反，在守门员将球扑出的过程中足球所受合外力的冲量为（  ）

A. 2kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相同

B. 2kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相反

C. 14kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相同

D. 14kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相反

【答案】D

【解析】

【详解】设球飞向球门的方向为正方向，被守门员扑出后足球的速度为

则由动量定理可得

负号说明合外力冲量的方向与足球原来的运动方向相反，故A、B、C错误，D正确；

故选D。

5.小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰撞前的。以刚开始下落时为计时起点，小球的v－t图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（  ）

A. 图像中选取竖直向下正方向

B. 每个阶段的图线并不相互平行

C. 每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半

D. 每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于小球从某一高度处自由下落，根据速度时间图线知选取竖直向上为正方向，故A错误；

B．不计空气阻力，下落过程和上升过程中只受重力，根据牛顿第二定律可得下落过程和上升过程中的加速度为重力加速度，速度时间图线的斜率表示加速度，所以每个阶段的图线相互平行，故B错误；

C．与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落过程，根据动能定理可得

与地面相碰后上升过程中，根据动能定理可得

根据题意有

解得

故C错误；

D．根据运动学公式可得与地面相碰后上升的时间

与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的

解得

故D正确；

故选D。

6.如图所示为五个点电荷产生的电场的电场线分布情况，a、b、c、d是电场中的四个点，曲线cd是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，则下列说法正确的是（　　）

A. 该带电粒子带正电

B. a点的电势高于b点的电势

C. 带电粒子在c点的动能小于在d点的动能

D. 带电粒子在c点的加速度小于在d点的加速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．带电粒子做曲线运动，所受的合力指向轨迹凹侧，分析可知该带电粒子带负电，A错误；

BC．根据等势面与电场线垂直，画出过a点的等势面如图所示。

则

根据沿电场线方向电势逐渐降低知

所以

同理可得

由于带电粒子带负电，则粒子的电势能

根据能量守恒定律知，带电粒子的动能

B错误，C正确；

D．电场线的疏密程度表示电场强度的大小

则带电粒子受到的电场力

由牛顿第二定律知带电粒子的加速度

D错误。

故选C。

7.如图所示，边长为L、总阻值为R的等边三角形单匝金属线圈abc从图示位置开始绕轴EF以角速度匀速转动，EF的左右两侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和，下列说法正确的是（　　）

A. 图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大

B. 线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电流先沿acba方向后沿abca方向

C. 线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电动势的最大值为

D. 线圈转动过程中产生的交流电的电动势的有效值为

【答案】D

【解析】

【详解】A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A错误；

B．线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电流先沿abca方向后沿acha方向，B错误；

C．线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电动势的最大值为

C错误；

D．线圈从图示位置转过一周过程中，有半个周期电动势的最大值为

有半个周期电动势的最大值为

根据有效值的定义

可求得交流电的有效值

D正确。

故选D。

8.电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（　　）

A. 电容变为原来的两倍 B. 电场强度大小变为原来的一半

C. 电场能变为原来的两倍 D. 外力做的功大于电场能的增加量

【答案】C

【解析】

【详解】A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；

B．电荷量和极板正对面积不变，则

电场强度大小不变，B错误；

C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据

电容减半，两极板间电压加倍，根据

可知，电场能加倍，C正确；

D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，D错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题↓分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.理论表明，围绕地球转动的卫星，其机械能只与卫星的质量和轨道的长轴大小有关。如图所示，A为地球，b、c为质量相同的两颗卫星围绕地球转动的轨道形状分别为圆和椭圆，两轨道共面，P为两个轨道的交点，b的半径为R，c的长轴为2R。关于这两颗卫星，下列说法正确的是（　　）

A. 它们的周期不同 B. 它们的机械能相等

C. 它们经过P点时的加速度不同 D. 它们经过P点时的速率相同

【答案】BD

【解析】

【详解】A．卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，都是R，根据可知，两颗卫星运行周期相同，A错误；

B．由题意可知，两颗卫星质量相同，卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，故机械能相等，B正确；

C．卫星经过P点时的加速度为

所以加速度相同，C错误；

D．因为卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，且质量相等，所以两颗卫星经过P点时的势能相同，又因为B选项中两卫星的机械能相等，则动能相同，速率相同，D正确。

故选BD

10.如图所示，把半径为d的玻璃半球体放在纸面上，让它的凸面向上，分别从A、B两处（其中A处为玻璃半球体的最高点）观察玻璃半球体中心O处纸面上的文字，下列说法正确的是（　　）

A. 从A处看到的字比从B处看到的字高

B. 从B处看到的字比从A处看到的字高

C. 从A处看到的字和从B处看到的字一样高

D. 从A处看到的字和没有放玻璃半球体时一样高

【答案】CD

【解析】

【详解】只有入射角不等于零时才会发生折射，当人通过玻璃半球体看中心O处的字的时候，进入眼睛的光线沿着半球体半径，也就是球面法线，所以不发生折射，物像重合，从A处看到的字和从B处看到的字一样高，而且和没有放玻璃半球时一样高，CD正确，AB错误。

故选CD。

11.一列简谐横波，在时的波动图象如图甲所示，介质中处的质点A的振动图象如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 这列波的波速大小是

B. 这列波的频率为

C. 这列波沿x轴正方向传播

D. 内，图甲中质点P的平均速率大于质点Q的平均速率

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．根据图甲可得，该波的波长；由图乙可得，该波的周期，则波速

A错误；

B．波的传播周期和振源的振动周期相同，波源的振动频率

B正确；

C．由题图乙可知时，质点A的振动方向向下，在题图甲中根据“上坡下，下坡上”法可知，波沿x轴正方向传播，C正确；

D．0.5~0.75s内，质点P在周期内通过的路程大于一个振幅，质点Q在周期内通过的路程小于一个振幅，平均速率等于路程比时间，所以质点P的平均速率比质点Q的平均速率大，D正确。

故选BCD。

12.如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（  ）

A. 释放球A瞬间，球B的加速度大小为

B. 释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大

C. 球A沿斜面下滑的最大速度为2g

D. 球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，所以A、B两小球组成的系统机械能守恒

【答案】BC

【解析】

【详解】A．开始时对球B分析，根据平衡条件可得

释放球A瞬间，对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得

解得

故A错误；

B．释放球A后，球C恰好离开地面时，对球C分析，根据平衡条件可得

对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得

解得

所以球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大，故B正确；

C．对球A和球B及轻质弹簧分析，根据能量守恒可得

解得球A沿斜面下滑的最大速度为

故C正确；

D．由可知球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，A、B两小球组成的系统在运动过程中，轻质弹簧先对其做正功后对其做负功，所以A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误；

故选BC。

三、实验题：本题共2小题，共15分。把答案写在答题卡中指定的答题处。

13.为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m1和m2的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m0，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x1和x2。

(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)

(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。

【答案】    (1).     (2). 不需要

【解析】

【详解】(1)[1]根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比为

要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足

可得

即等式近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；

(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。

14.如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡，电源电动势为，内阻为，实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。

(1)充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为________C；

(2)如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电流很大，超过电流表量程，其原因是___________。

【答案】    (1). 等于    (2).     (3). 此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联

【解析】

【详解】(1)[2][3]电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得

(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与多用电表内部电源串联，总的电动势变大，电路中电流变大。

四、计算题：本题共4小题，共45分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

15.一滑雪者和雪橇总质量为，沿足够长的斜坡向下滑动，斜坡倾角，雪橇与斜坡之间的动摩擦因数为，滑雪者所受的空气阻力与速度大小的比值为常量k（未知），某时刻滑雪者的速度大小为，加速度大小为，取，，。求：

(1)常量k；

(2)滑雪者的最大速率。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)由牛顿第二定律得

解得

(2)滑雪者达到最大速度时处于受力平衡状态，根据牛顿第二定律可得

解得

16.质量为的小车置于光滑的水平面上，车上固定着一根竖直轻杆，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在杆的上端。按住小车并拉直轻绳使其水平，然后同时放开小车和小球，小球下落后与轻杆发生弹性碰撞。

(1)求碰撞前瞬间小球和小车的速度大小；

(2)若碰撞的作用时间为，求碰撞过程中小球对轻杆的平均冲击力的大小。

【答案】(1) ，；(2)

【解析】

【详解】(1)小球和小车组成的系统水平方向动量守恒

小球和小车组成的系统机械能守恒

解得

，

(2)对全过程，由动量守恒得

由机械能守恒得

碰撞过程中，以小球为研究对象，设轻杆对小球的平均作用力为F，由动量定理得

根据牛顿第三定律可知，小球对轻杆的平均冲击力大小

联立各式解得

17.如图所示，两条间距L1=0.5m的平行光滑金属直导轨，沿与水平地面间夹角θ=30°的方向固定放置。空间存在垂直导轨所在的斜面向上的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化的关系为B=0.2t(T)。垂直导轨放置的金属棒ab固定，金属棒cd在平行于斜面向上的力F作用下保持静止，金属棒cd的质量为m=0.2kg，金属棒ab的电阻R1=0.2Ω，金属棒cd的电阻R2=0.3Ω，两金属棒之间的距离为L2=0.2m，取g=10m/s²。求：

(1)力F随时间变化的表达式

(2)在t0=1000s内金属棒cd产生的焦耳热Q

【答案】(1)；(2)0.48J

【解析】

【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可知金属棒与导轨组成的回路产生的电动势为

回路中的感应电流

根据楞次定律和左手定则可知金属棒受到的安培力沿斜面向下，由平衡条件可得

解得

(2)由焦耳定律得

总

由电路关系得

总

解得金属棒产生的焦耳热

18.如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场．有一质量为m，电荷量为q，带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴负方向成45°角．当粒子第一次进入电场到达P点时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同，P点坐标为（4L，L）．求：

（1）粒子从O点射入磁场时速度v的大小；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）粒子从O点运动到P点所用的时间．

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

【分析】

带电粒子以与x轴成45°垂直进入匀强磁场后，在O点根据平行四边性定则可得射入磁场时的速度；粒子在电场中运动根据运动学方程和几何关系求出半径，再根据牛顿第二定律求出磁感应强度；求出粒子在电场中的运动时间和在磁场中运的运动时间，即可求得总时间．

【详解】（1）粒子从O点射入磁场时的速度为

（2）粒子在电场中运动，沿y轴方向： ，

沿x轴方向：

解得:

粒子在磁场中的运动轨迹为圆周，由几何关系得：

粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：

解得

（3）粒子在电场中的运动时间为

粒子在磁场中运的运动时间为

则从O点运动到P点所用的时间为

【点睛】可将粒子的运动轨迹逆向思考，看成粒子在电场中以一定速度做类平抛运动后，进入匀强磁场中做匀速圆周运动．